Z naraščanjem svetovnega prebivalstva in razvojem gospodarstva raven porabe električne energije nenehno narašča. V povprečju se na vsakih 15 let količina porabljene energije na svetu podvoji. Z naraščajočim povpraševanjem in zaskrbljenostjo zaradi vplivov na okolje je potreba po alternativnih obnovljivih virih energije vse bolj očitna.
Morda najbolj zanimiva kot možna alternativa so študije človeškega telesa kot generatorja različnih vrst energije.
Pomen tega pristopa je posledica številnih dejavnikov.
Prvič, je okolju prijazen. Uporablja se samo toplotna ali kinetična energija gibanja, ki jo človek proizvede v vsakodnevnih pogojih.
Drugič, prihranite čas in vire za shranjevanje in prenos energije za uporabne aplikacije.
Moški elektrarne
Prva znanstvena študija o sposobnosti živih organizmov za pridobivanje toplote se je pojavila v 8. stoletju. Leta 1791 je italijanski znanstvenik Luigi Galvani objavil rezultate svojega 25-letnega dela z naslovom Traktati o moči električne energije v mišičnem gibanju. Traktat je potrdil, da je električna energija prisotna v živem organizmu, živci pa služijo kot nekakšna "električna žica".
Promocijski video:
V XX stoletju je znanstvenikom uspelo dokazati, da je človeško telo "živa elektrarna", ki ustvarja elektriko kot posledica nenehnih kemičnih reakcij. In ločena znanost o elektrofiziologiji je bila razvita.
Znana je tudi nekakšna "energetska zmogljivost" človeka. Torej z enim vdihom nastane en vat in z umirjenim korakom lahko napajate 60-vatno žarnico in celo telefon. Med počitkom človek ustvari približno 100 vatov. In največja proizvodnja energije je dosežena med športom - do 2000 vatov, na primer pri sprintu.
Do danes so bile razvite različne tehnologije za kopičenje toplote iz človeškega telesa in naprave za polnjenje od osebe, ki jih lahko pogojno razdelimo na naprave za zbiranje energije za celo skupino ljudi in pripomočke za individualno uporabo.
Pasivna toplota
V Evropi in Severni Ameriki se že uporabljajo energetsko učinkoviti domovi, kjer toplota, ki jo ustvarjajo ljudje in gospodinjski aparati, porabi za ogrevanje same stavbe. To se naredi zaradi toplotne izolacije, odsotnosti zunanjega prezračevanja v njegovi strukturi in z namestitvijo naprave za rekuperacijo toplote za prenos v sistem za oskrbo s toploto. Tako lahko stanovalci dosežejo prihranke pri ogrevanju do 90%.
V Franciji pasivno ogrevanje stavbe omogoča, da se 17 stanovanj oskrbuje z "živo" toploto. Za to socialna stanovanjska agencija Paris Habitat uporablja toploto trupel potnikov podzemne železnice, ki poteka pod zgradbo. Topel zrak se skozi cevi prevaža do toplotnih izmenjevalnikov, ki ogrevajo samo zgradbo.
Uspešen poskus je bil izveden v glavni zgradbi osrednje postaje v Stockholmu, ki je opremljena s posebnimi izmenjevalci toplote. Naprave zbirajo toploto, ki jo ustvarijo obiskovalci postaje in jo prenesejo na ogrevanje vode za ogrevanje sosednje 13-nadstropne stavbe s površino 28 tisoč kvadratnih metrov. Po grobih ocenah lahko sistem prihrani do 25% energije, porabljene za ogrevanje stavbe.
Masna energija
Druga obetavna tehnologija je zbiranje energije iz pretoka ljudi. Japonsko železniško podjetje Vzhodna Japonska se je odločilo, da bo skupine obiskovalcev uporabilo kot obetaven generator. Turnotili s piezoelektričnimi elementi so bili postavljeni na postaji v tokijskem podzemni železnici, kamor vsak dan preide sto tisoč ljudi. Ko se približujejo turletilu, obiskovalci stopijo na piezoelektrične elemente, nameščene v tleh, in tako prenašajo energijo iz pritiska svojih teles.
Na Nizozemskem so na vhodu v nakupovalni center Natuurcafe La Port vgrajena vrata generatorjev. Tu deluje efekt push. Ena taka naprava proizvede do 4600 kWh na leto.
Najprometnejše potoke ljudi najdemo na glavnih ulicah večjih mest na svetu, kjer pešci v povprečju naredijo 50 tisoč korakov na dan. Britanski inženir Lawrence Camball-Cook je ugotovil, kako to uporabiti pri tlakovanju plošč. Posebej oblikovane prožne materialne ploščice se ob pritisku nekoliko upognejo. Tako je mogoče uporabiti kinetično energijo človeka, ki se pretvori v električno energijo. Namenjen je osvetlitvi ulic, avtobusnih postaj in trgovin. Inovativni izdelek so že preizkusili na olimpijskih igrah v Londonu leta 2012, ko so v dveh tednih pridobili 20 milijonov džulov energije.
Športna energija
Inženirji, ki delajo metode preoblikovanja energije gibanja ljudi, očitno niso mogli mimo fizične vzgoje in športa. Eden prvih projektov na tem področju so bila športna kolesa za šport Art, ki igrajo vlogo transformatorja. Opremljeni so s pretvornikom energije, ki ustvarja tok 120 voltov in ga napaja neposredno v omrežje. Za en cikel usposabljanja na takšnem simulatorju je mogoče pridobiti od 400 do 800 vatov energije. To bo napolnilo kavni aparat, nekaj televizorjev in prenosnikov. Naprava ima celo mobilno aplikacijo, ki izračuna količino proizvedene energije.
Obstaja tudi več tehnoloških izumov, na primer nogometna žoga Socceket, ki kinetično energijo udarca pretvori v električno energijo. V trenutku udarca se ustvarjena energija prenese v nihalo podoben mehanizem, ki poganja generator. Generator namreč proizvaja in skladišči električno energijo. Kroglica ima izhodno moč šest vatov, dovolj za napajanje LED namizne svetilke ali druge majhne naprave.
Človek iz baterije
Sanje skoraj vseh uporabnikov žepnih pripomočkov so, da hodijo po ulici in vaš pametni telefon se napolni brez dodatnih baterij. Ta ideja še ni v celoti uresničena, vendar se znanstveniki postopoma premikajo v to smer.
Korejski znanstveniki so razvili prilagodljiv generator, ki meri 10 do 10 centimetrov, ki je sposoben napolniti fitnes zapestnice. Energija nastane zaradi razlike v temperaturi med človeškim telesom in okoljem. Generator proizvede do 40 milivatov energije.
Podobno tehnologijo je predstavil švicarski proizvajalec pametnih ur Sequent. Ura deluje tako, da maha z roko med hojo. In to ni mehanizem "samoplačevanja". Namesto vzmeti je tam nameščen generator, ki vibracije tovora pretvori v električno energijo.
Raziskovalci z univerze Vanderbilt so izumili element, ki omogoča električni tok, ki ga proizvaja katero koli človeško gibanje. Naprava je majhne velikosti in jo je mogoče namestiti neposredno na oblačila. Njegova novost je, da se zbere energija tudi najmanjših gibov, torej pri frekvencah do 0,01 Hz, in se ustvarja neprestano.
Prav ta tehnologija ima največji potencial za rast, da bi lahko napolnili vaš pametni telefon na poti. Toda znanstveniki poleg polnjenja pripomočkov vidijo še bolj izjemne možnosti: na primer oblačila z vgrajenimi črtami in posebno tekočino, ki vam bo omogočala spreminjanje barv in vzorcev s pomočjo pametnega telefona.
Univerzalni razvoj že obstaja. Na primer piezoelektrični film, ki ga lahko uporabljate za shranjevanje energije pri tipkanju na tipkovnici. Ali med hojo, če je tak film nameščen na oblačilih.